[发明专利]一种变流器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种新型变流器及其控制方法。 

背景技术

风力发电用变流器功率拓扑（如附图1所示），一般组成为断路器（Q1）、并网接触器（K3）、软启接触器（K1）及充电电阻（R1）、主接触器（K2）和背靠背功率模组等，控制逻辑为变流器接到启动命令后，先闭合断路器（Q1），然后闭合软启接触器（K1）给直流母线充电，直流母线上升到一定值后闭合主接触器（K2），断开软启接触器（K1），网侧功率模块GPU1调制根据当前电网电压控制直流母线稳定，机侧功率模块MPU1调制进行定子与电网同步（幅值和相位同步），同步成功后闭合并网接触器（K3），变流器进入正常发电状态。当接收到停机命令后，并网接触器（K3）断开，机侧功率模块MPU1停止调制，网侧功率模块GPU1停止调制，主接触器（K2）断开。如此，完成并网控制和脱网控制。 

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种变流器及其控制方法。 

 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种变流器，包括网侧模块、转子侧模块，电网侧、断路器、并网接触器与电机依次相连；电网侧、软启接触器、电阻、电感、网侧模块、转子侧模块与电机依次相连；滤波电容挂在电机定子回路；所述的网侧模块与转子侧模块之间并接直流母线电容。 

所述的变流器还包括熔断器。 

一种变流器的控制方法，包括如下步骤： 

步骤1：首次启机时，断路器处于断开状态，变流器第一次接收到启机命令，首先闭合软启接触器给直流母线电容充电；

步骤2：直流母线电容充电完成后，首先闭合断路器，检测到断路器可靠闭合后，断开软启接触器；接着，网侧功率模块调制，控制稳定直流母线；然后，转子侧模块调制，进行定子电压与电网电压同步，同时为滤波电容充电，同步成功后闭合并网接触器，变流器进入正常发电状态；

步骤3：当接收到主控停机命令后，首先并网接触器断开，接着机侧模块停止调制，最后网侧模块停止调制，至此停机完成；再次启机时，无需再对母线电容充电，直接从网侧模块调制开始启机，即从步骤2开始启机；如此重复，实现变流器的长期挂网运行。

步骤4：当电网电压故障或变流器自身存在严重故障或变流器需要断电维护时，强制断路器，再次启机时从步骤1开始。 

本发明的优点：减少了原主拓扑上一个主接触器K2，降低成本，提高变流器的稳定性；停机完成后，滤波电容C2不挂网运行，不对并网点造成无功“污染”。 

附图说明

图1是现有变流器拓扑示意图； 

图2本发明的拓扑示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。 

如图2所示一种变流器拓扑，包括机侧模块MPU2、网侧模块GPU2，：电网侧通过断路器Q2、并网接触器K5与电机相连；同时，电网侧通过软启接触器K4、电阻R2、电感L2、网侧模块GPU2、机侧模块MPU2与电机相连；所述拓扑还包括熔断器FU2，所述的熔断器FU2与断路器Q2相串联，与软启接触器K4、电阻R2相并联。与通用变流器不同之处在于，把软启电路(R2和K4)位置移动到断路器Q2之前，省去主接触器K2，不仅仅是减少器件带来成本的好处，而且主接触器K2作为较大器件，对柜体内部的布局和走线带了很大的便利，使变流器整体散热更优、现场电缆的安装和维护更方便；同时，将滤波电容单元C2直接挂在电机定子回路，在变流器机侧同步时，给滤波电容充电。 

由于断路器Q2机械寿命的因素，使变流器的控制方法进行修改，具体控制方法如下： 

   步骤1：首次启机时断路器Q2处于断开状态，变流器第一次接收到启机命令，首先闭合软启接触器K4给直流母线电容充电, 直流母线电容充电完成后，首先闭合断路器Q2，检测到断路器Q2可靠闭合后，断开软启接触器K4； 

    步骤2：接着，网侧功率模块GPU2调制，控制稳定直流母线；然后，机侧功率模块MPU2调制，进行定子电压与电网电压同步（幅值和相位），同时为滤波电容C2充电，同步成功后闭合并网接触器K5，变流器进入正常发电状态.

    步骤3：当接收到主控停机命令后，首先并网接触器K5断开，接着机侧模块MPU2停止调制，最后网侧模块GPU2停止调制，至此停机完成。再次启机时，无需再对母线电容充电，直接从网侧模块GPU2调制开始启机，即从步骤2开始启机。如此重复，实现变流器的长期挂网运行。